El mercado automotriz es cada vez más competitivo, y el sistema de aire acondicionado representa un componente crucial del vehículo. Dentro de este sistema, la red de tuberías constituye un elemento indispensable para su desarrollo, ya que facilita la circulación entre el ventilador y el compresor, así como entre el evaporador y el motor. Este artículo describe principalmente el proceso de desarrollo de las tuberías del sistema de aire acondicionado automotriz.

El sistema de aire acondicionado es un componente vital en un vehículo, cuya función principal es proporcionar un ambiente confortable en el habitáculo, suministrando aire caliente durante el invierno y aire frío durante el verano. Normalmente, el sistema de aire acondicionado de un vehículo consta de un compresor, un embrague controlado electrónicamente, un condensador, un ventilador, un filtro deshidratador, tuberías de refrigerante, un evaporador, una válvula de expansión y refrigerante. En los vehículos de nueva energía, puede incorporar además componentes críticos como un enfriador de batería, cuya función principal es disipar el calor de la batería. El compresor del aire acondicionado actúa como el "corazón" del sistema, elevando la presión del refrigerante dentro de las tuberías para facilitar su licuefacción y disipación de calor en el condensador, a la vez que lo hace circular por todo el sistema. La circulación continua del refrigerante dentro del sistema absorbe el calor del aire del habitáculo, logrando así la refrigeración del vehículo. Cada ciclo de refrigeración comprende cuatro procesos: compresión, condensación, estrangulamiento y evaporación, como se ilustra en la Figura 1. El calentamiento en el sistema de aire acondicionado se logra principalmente mediante el calor del motor (en vehículos de gasolina) o un sistema de calefacción de tipo termistor PTC.

Los refrigerantes para sistemas de aire acondicionado actúan como fluido de trabajo en el ciclo de refrigeración, logrando el enfriamiento mediante cambios de fase que facilitan el intercambio de calor. Con una mayor conciencia ambiental, nuestra empresa utiliza actualmente dos refrigerantes principales: R134a y R1234YF. El R1234YF es un refrigerante para sistemas de aire acondicionado automotriz con potencial de agotamiento de la capa de ozono nulo y un bajo potencial de calentamiento global (PCG). Cumple con la normativa europea sobre sistemas de aire acondicionado automotriz y se utiliza habitualmente en vehículos exportados a la Unión Europea. Sin embargo, el R1234YF tiene un costo más elevado y está clasificado como sustancia peligrosa y explosiva.

Las tuberías del sistema de aire acondicionado conectan componentes como el compresor, el condensador, el evaporador y la válvula de expansión, formando un sistema cerrado por el que circula el refrigerante. Un sistema típico de aire acondicionado consta de tres tuberías principales: la de succión del compresor, la de descarga y la de descarga del condensador. Las tuberías de aire acondicionado se pueden clasificar según el material (tuberías de cobre, tuberías de aluminio y mangueras de goma), según la presión (líneas de alta presión y líneas de baja presión) y según el estado del refrigerante (líneas de gas y líneas de líquido). Las tuberías de aire acondicionado para automóviles se componen principalmente de tuberías de aluminio, racores (abrazaderas, conectores, tuercas, etc.), mangueras de goma, tuberías corrugadas, puertos de carga y juntas tóricas.

Existen varios tipos de conectores para las líneas de aire acondicionado de los automóviles, siendo las conexiones roscadas y las conexiones de abrazadera dos de los métodos más comunes.

Cuando las tuberías discurran paralelas entre sí en pares, los orificios para las tuercas de soldadura deberán diseñarse en posiciones adecuadas en el panel exterior de la carcasa frontal. Las tuberías deberán fijarse mediante abrazaderas múltiples, con puntos de montaje fijos espaciados a intervalos de 300 mm. La figura 3 ilustra un conjunto de tuberías de alta y baja presión que utiliza abrazaderas dobles.

La sujeción de las tuberías requiere el uso de bridas para cables, como se muestra en la Figura 3. Las tuberías de drenaje específicas del aire acondicionado se fijan a los conjuntos de tuberías de entrada y salida de agua de calefacción mediante bridas para cables, lo que sirve para anclar y estabilizar la instalación.

El flujo de trabajo de procesamiento para componentes de tuberías es el siguiente: Corte a la longitud, desbarbado y redondeo de bordes, torneado de extremos, mecanizado de extremos, torneado de ranuras, chaflán y desbarbado, inspección de dimensiones de extremos, doblado, perforación, inspección de dimensiones de curvatura, limpieza previa a la soldadura, montaje de tuercas, soldadura de asientos de válvulas de placa de presión, inspección de soldadura, limpieza posterior a la soldadura, inspección de resultados de limpieza, montaje de núcleos de válvulas, marcado, montaje de juntas tóricas, colocación en bolsas de plástico, corte de mangueras, ensamblaje de manguitos de aluminio, engaste, corte de fuelles, montaje de fuelles, ensamblaje de manguitos de aluminio, engaste, inspección de estanqueidad, inspección general. Asegurar que la estanqueidad de las tuberías procesadas cumpla con los requisitos de diseño.

Las tuberías del sistema de aire acondicionado deben someterse a las siguientes pruebas y obtener resultados satisfactorios antes de entrar en funcionamiento.

1. Prueba de fugas: Selle un extremo del conjunto de manguera, conecte el otro extremo a un acoplamiento de sellado de liberación rápida y cargue el sistema con nitrógeno seco a una presión de 3–3,2 MPa a través del acoplamiento. Sumerja el conjunto en un baño de agua durante 30–60 segundos. La prueba se considera satisfactoria si no se observan burbujas.

2. Prueba de resistencia a altas temperaturas: Doble el conjunto de manguera alrededor de un mandril con un diámetro ocho veces mayor que el diámetro exterior nominal de la manguera. Colóquelo en una cámara de temperatura constante a (135±2)°C durante 168 horas. Retire la muestra, déjela enfriar a temperatura ambiente, suelte la manguera e inspeccione minuciosamente la superficie exterior en busca de defectos visibles, como grietas. Posteriormente, presurice el conjunto de manguera a 2,4 MPa y manténgala durante 5 minutos. Compruebe si hay fugas; la ausencia de fugas indica que la prueba ha sido superada.

3. Prueba de extracción: Tome dos conjuntos de mangueras con longitudes expuestas de al menos 300 mm. Sujete ambos extremos a una máquina de ensayo de tracción y aplique una fuerza de tracción a una velocidad de (25±2) mm/min hasta que se alcance la fuerza de extracción mínima especificada o la manguera se extraiga hasta romperse. La fuerza de extracción deberá cumplir los siguientes requisitos: - Para mangueras con un diámetro nominal inferior a 10 mm: fuerza de extracción mínima de 1800 N - Para mangueras con un diámetro entre 10 y 12 mm: fuerza de extracción mínima de 2500 N - Para mangueras con un diámetro superior a 13 mm: fuerza de extracción mínima de 2700 N.

4. Prueba de rotura: Monte el conjunto de manguera en un banco de pruebas de presión. Llene el interior con refrigerante, expulse todo el aire y, a continuación, presurice uniformemente a 12 MPa en 30-60 segundos. Observe si hay fugas o daños; si no se produce ninguno, la prueba se considera superada.